Comment fonctionnent l’hydraulique et les systèmes hydrauliques ? Explication simple
Contenu :
L’hydraulique est un principe technique dont on ne saurait se passer aujourd'hui. Les systèmes hydrauliques sont indispensables pour mouvoir des charges lourdes, notamment dans les secteurs de la construction mécanique et de l’industrie.
Vous possédez des équipements hydrauliques ou vous envisagez d’en acquérir pour votre entreprise ? Alors il est nécessaire de connaître le fonctionnement des systèmes hydrauliques. Ces connaissances sont essentielles afin de garantir la sécurité, le bon déroulement des opérations de maintenance et d’entretien, ainsi que pour vos collaborateurs. Devenez incollable sur la conception, l’utilisation et le fonctionnement des systèmes hydrauliques.
Qu’est-ce que l’hydraulique ?
Les systèmes hydrauliques vous permettent de déplacer des charges importantes avec un minimum d’effort et dans un espace réduit. Cela est dû au principe de transmission de la pression, que l’hydraulique utilise à l’aide de liquides. Contrairement aux gaz, les liquides ne peuvent pas être comprimés. Exemple : lorsque vous appuyez sur une bouteille en plastique remplie d’eau, l’eau ne se contracte pas, elle exerce au contraire une pression.
Dans un système hydraulique (un système de pompes et de tubes ou de tuyaux, en circuit fermé), cette pression est générée par le liquide. Elle se propage uniformément dans tout le système et peut être contrôlée selon les besoins. Le système transforme ensuite la pression en énergie mécanique. C’est ainsi que le système hydraulique acquiert une force et une efficacité relativement élevées.
Les composants d’un système hydraulique
En principe, une installation hydraulique se compose des éléments suivants :
- Fluide hydraulique : dans les installations, on utilise de l’huile hydraulique ou un fluide spécial. L’eau conventionnelle n’est pas utilisable, car elle gèle en cas de températures basses et s’évapore à la chaleur.
- Pompes hydrauliques : déplacent le fluide hydraulique et génèrent ainsi de la pression.
- Moteur ou autre générateur d’énergie : fait fonctionner la pompe hydraulique.
- Tubes et tuyaux hydrauliques : font circuler le fluide hydraulique dans l’installation.
- Vannes : contrôlent la pression dans les différentes zones de l’installation en régulant la quantité de liquide.
- Vérins ou moteurs hydrauliques : transforment la pression créée en énergie mécanique qui permet à l’équipement d’effectuer des actions ciblées.
Comment fonctionne l’hydraulique au sein d’une installation ?
Vous connaissez maintenant les principes de l’hydraulique et les composants d’un système hydraulique. Mais comment l’application fonctionne-t-elle concrètement au sein d’une installation hydraulique ? Remarque : la description suivante du processus est destinée à faciliter la compréhension. Au quotidien, nous côtoyons des systèmes hydrauliques beaucoup plus complexes.
Voici les étapes de fonctionnement d'une installation hydraulique :
Entraînement de la pompe :
un moteur ou un autre générateur d’énergie (par exemple, manuellement par une pédale ou un levier) entraîne la pompe, ce qui a pour effet d’actionner le piston.Augmentation de la pression :
le piston réduit l’espace disponible pour le fluide hydraulique. Cela génère de la pression.Distribution du volume ou du débit :
le liquide sous pression génère un flux volumique ou débit. Avec l’énergie de pression générée, ce flux est ensuite distribué dans le système hydraulique par des tubes ou des tuyaux. Des vannes permettent de contrôler la direction du flux. La vanne de sécurité empêche toute surpression susceptible de causer des dommages.Conversion en énergie mécanique :
après un instant, le liquide qui se propage dans le système engrange assez de pression pour mettre en marche un deuxième vérin ou moteur hydraulique. Celui-ci utilise l’énergie de pression et la transforme en énergie mécanique, laquelle permet d’effectuer l’action souhaitée (par exemple, soulever une plateforme élévatrice).Retour :
la pression est ensuite à nouveau abaissée. Cela peut se faire à l’aide d’un levier ou d’un interrupteur qui permet de faire reculer le piston. De plus, la vanne de retour qui s’ouvre permet de redistribuer le fluide hydraulique dans l’installation.Différence entre hydraulique et pneumatique
Vous avez probablement déjà entendu parler de pneumatique dans le cadre de l’hydraulique. Le fonctionnement de la pneumatique est similaire, mais elle utilise de l’air et du gaz. Elle génère de la puissance grâce à l’air comprimé.
Dans quel domaine la pneumatique est-elle utilisée ? Les systèmes pneumatiques sont principalement utilisés pour contrôler les installations de production. Le processus est jusqu’à quatre fois plus rapide qu’avec l’hydraulique. Le pneumatique présente néanmoins l’inconvénient de ne pas pouvoir travailler avec des charges lourdes, car la densité de l’air est plus faible.
L’hydraulique est moins encombrante, plus flexible et résiste mieux à l’usure. Elle effectue en outre des mouvements plus précis, ce qui la rend mieux adaptée pour les machines de précision.
Domaines d’application de l’hydraulique
En principe, les systèmes hydrauliques sont utilisés partout où l’on travaille avec des charges lourdes. Vous avez déjà remarqué leur présence dans les excavatrices, les chariots élévateurs et les grues, et aussi dans les plateformes élévatrices et les ascenseurs de faible hauteur. L’hydraulique intervient aussi dans les voitures pour la direction et le freinage. Dans les avions, l’hydraulique est indispensable pour le train d’atterrissage, la gouverne de profondeur et la gouverne de direction.
Les principaux domaines d’application :
L’hydraulique dans les plateformes élévatrices
Les plateformes élévatrices peuvent soulever des charges lourdes et les positionner de manière ciblée grâce à des vérins hydrauliques. Elles sont indispensables sur les chantiers, dans les entrepôts logistiques et dans les ateliers. De même, les appareils de levage ou tables de travail, sur lesquels des charges lourdes doivent être traitées, utilisent l’hydraulique. Pour le contrôle, on utilise un groupe hydraulique. Il s’agit d’une unité composée de différents composants hydrauliques qui sert à produire, stocker, contrôler et distribuer l’énergie hydraulique.
L’hydraulique dans l’industrie
Les systèmes hydrauliques jouent un rôle clé dans l’industrie et la construction mécanique, notamment en raison de la force considérable qui y est nécessaire. Les systèmes évoluent constamment dans ce domaine afin d’améliorer l’efficacité, par exemple grâce au load sensing, qui permet aux machines de détecter automatiquement la quantité de pression à générer. Dans ce domaine, l’hydraulique est utilisée pour :
- les chaînes de montage
- les presses hydrauliques qui mettent en forme des pièces à usiner
- Cintreuses de tubes
L’hydraulique dans les voitures et autres véhicules
Sans l’hydraulique, l’utilisation des freins de voiture tels que nous les connaissons ne serait pas possible. Mais elle est également utilisée pour manœuvrer des charges lourdes avec des engins de construction ou des chariots élévateurs. Les exemples d’utilisation les plus connus de l’hydraulique dans les véhicules sont :
- Pour l’entraînement des engins de construction et des machines agricoles. Pour les véhicules techniques communaux comme les balayeuses ou les engins de déneigement.
- Pour les transmissions linéaires, par exemple dans les excavatrices, des vérins hydrauliques sont utilisés.
- Pour la direction assistée, également connue sous le nom d’unité de direction hydrostatique, utilisée sur les engins de construction et les machines agricoles.
- Pour les trains d’atterrissage des avions ainsi que pour les volets d’aileron.
Les avantages de l’hydraulique
Les systèmes hydrauliques sont particulièrement adaptés à une utilisation dans l’industrie et dans les véhicules, car ils offrent des avantages que l’on ne retrouve dans pratiquement aucune autre technologie. Les voici :
- Production de force élevée
- Peu encombrant, car structure compacte
- Grande capacité de charge
- Ils agissent en toute sécurité grâce à des soupapes de décharge qui empêchent toute surpression.
- Adaptabilité grâce à la flexibilité d’utilisation des tubes et des tuyaux
- Possibilité de réglage très précis, ce qui rend le système hydraulique idéal pour les machines de précision.
- Longue durée de vie des systèmes hydrauliques s’ils sont correctement entretenus et utilisés.
Maintenance et entretien des installations hydrauliques
Le contrôle et l’entretien réguliers des installations hydrauliques assurent la longévité des systèmes hydrauliques, mais ils relèvent de plus d’une obligation légale. Appliquez les conseils suivants pour que vos systèmes hydrauliques restent opérationnels longtemps et en toute sécurité.
Conseils pour prolonger la durée de vie des composants
Vous pouvez vérifier régulièrement l’usure des composants et prendre des mesures préventives. Exemple :
- Lubrifier régulièrement tous les éléments mobiles de votre système hydraulique
- Vérifier et régler les valeurs de pression et de débit
- Nettoyer les surfaces d’étanchéité afin de maintenir une étanchéité optimale
- Maintenance de tous les composants de l’entraînement
- Purger le système hydraulique
Dans cet article, nous vous montrons comment entretenir et réparer un appareil doté d'un système hydraulique à l'aide d'un transpalette.
Travaux de maintenance fréquents et procédure d’inspection
En tant qu’employeur, vous êtes tenu par la VGP d’entretenir et d’inspecter vos installations hydrauliques à intervalles réguliers. Les délais et les mesures imposées diffèrent en fonction du type d’installation et de ses composants. Informez-vous auprès du constructeur, suivez le manuel d’instruction, renseignez-vous auprès du personnel spécialisé ou d’autres prestataires de service compétents.
- Les travaux de maintenance et la procédure d’inspection comprennent les opérations suivantes :
- Vérification de l’absence de fuites
- Remplacement des pièces d’usures
- Entretien des joints
- Inspection des vannes, blocs de vannes et éléments de contrôle
- Contrôle des pompes hydrauliques
- Vérification des fuites sur toute l’installation
Recommandations pour la vidange des liquides hydrauliques
La bonne utilisation des fluides hydrauliques par exemple l’huile hydraulique prévient l’usure. Ce que vous pouvez faire :
- Remplacer le fluide hydraulique. Respecter ce faisant mes recommandations des fabricants.
- Maintenez le fluide à l’abri des impuretés à l’aide de filtres hydrauliques. Remplacez les filtres régulièrement.
- Si vous utilisez de l’huile hydraulique, faites un prélèvement à intervalles réguliers.
Conclusion : Les systèmes hydrauliques jouent un rôle essentiel, non seulement dans toutes les activités industrielles et dans la manipulation de véhicules, mais aussi dans le transport de marchandises et la logistique des entrepôts. Si vous utilisez ce type d’installations, vous devez connaître les processus hydrauliques, les mesures de sécurité et la maintenance requise. En vertu de la prévention des risques, vous êtes en effet tenu de les manipuler en toute sécurité et votre responsabilité peut être engagée en cas d’accident. Nous espérons que cet article vous a permis de comprendre les principes de base. De nombreux systèmes hydrauliques fonctionnent de manière plus complexe. Informez-vous en détail auprès des fabricants, observez scrupuleusement les modes d’emploi et échangez avec des experts.
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